JP5070884B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブル・プリンテッド・サーキット（ＦＰＣ）用配線板やフレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ）等を接続する電気コネクタに関する。

この種の電気コネクタの一例として、下記の特許文献１や特許文献２などに記載されたＦＰＣ用コネクタが知られているが、例えば図１０に示されたＦＰＣ用コネクタにおいては、偏平な略エ字形状をなすように形成された金属製のコンタクト（導電端子）１が、中空状の絶縁ハウジング２内に適宜の狭小ピッチで列状をなして多数配置されているとともに、前記絶縁ハウジング２の後端側に、回転軸３を介してアクチュエータ４が回動可能に取り付けられている。

このとき、上述した各コンタクト１は、図示を省略した接続対象物としてのＦＰＣの挿入方向（略水平方向）に沿って延在する固定ビーム１ａと可動ビーム１ｂとを有しており、図示上方側に配置された可動ビーム１ｂが上記固定ビーム１ａに対して連結バネ部１ｃを介して揺動自在となるように接合されている。そして、ＦＰＣ挿入方向の後端部分に配置されたアクチュエータ４の回動操作に伴ってカム部４ａが作用位置に回動されると、上記可動ビーム１ｂの後端側に設けられた被操作部１ｄが持ち上げられるようにして弾性的に変位し、それによって当該可動ビーム１ｂの前端側に設けられた接触部１ｅが押し下げられて接続対象物としてのＦＰＣ側に圧接され、その可動ビーム１ｂの接触部１ｅと、前記固定ビーム１ａの接触部１ｆとの間にＦＰＣが挟持されるようになっている。

一方、最近の電気コネクタでは、その電気コネクタが組み込まれる製品の小型化等に伴って大幅な小型化が要請されており、そのために電気コネクタの薄型化、すなわち低背化が進められつつある。しかしながら、電気コネクタの低背化を行った場合には、コンタクト１の可動ビーム１ｂが揺動する空間が狭小化されることとなってしまい、その結果、アクチュエータ４を操作してカム部４ａが絶縁ハウジングと略水平状態となる作用位置まで回動したときの嵌合感（クリック感）が減少し、アクチュエータ４の操作不良の原因になったり、アクチュエータ４を正常に操作した場合であっても作用位置から解除方向に戻されるように変動し、ＦＰＣ等の接続対象物を保持する強度が減少して接続不良を発生するおそれがある。

特開２００４−７１１６０号公報 特許第３０４７８６２号公報

そこで本発明は、簡易な構造で、アクチュエータの回動操作を良好に行わせることができるとともに、接続対象物の保持強度を向上させることができるようにした電気コネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明では、アクチュエータのカム部を作用位置まで回動させることにより、絶縁ハウジングの内部に複数配列されたコンタクトの可動ビームを弾性的に変位させて、前記絶縁ハウジング内に挿入された接続対象物を挟持するように構成された電気コネクタにおいて、前記コンタクトの可動ビームには、前記作用位置の近傍まで回動された前記アクチュエータのカム部を前記作用位置に向かって回動付勢する作用動機付部が設けられたものであって、前記作用動機付部が前記コンタクトの可動ビームに形成された凹状の傾斜面又は凸状の傾斜面からなるとともに、前記コンタクト同士の間で異なる位置又は形状を有し、かつ前記カム部が前記コンタクト同士の間で毎に互いに異なる頂点位置を有している。

このような構成を有する本発明によれば、アクチュエータのカム部が作用位置の近傍まで回動されたときに、作用動機付部による回動付勢力がカム部に操作力として付与されることとなり、それによって上記カム部を最終回動位置である作用位置まで回動させたときに適宜の嵌合感（クリック感）が得られ、アクチュエータの回動操作の完了が容易に知得される。また、回動操作を完了したカム部が、作用動機付部によって作用位置に良好に保持されることとなるため、別個のロック手段等を付加しなくてもアクチュエータが解除方向に戻されるような好ましくない姿勢変化が防止されるようになっている。

このとき、本発明における作用動機付部は、前記コンタクトの可動ビームに形成された凹状の傾斜面又は凸状の傾斜面から構成することが可能である。

このような構成を採用すれば、上述した作用に加えて、作用動機付部の製造が容易に行われるとともに、特に作用動機付部が凸状部から形成される場合には、上述したカム部の嵌合感（クリック感）や接続対象物の保持性が更に高められる。

また、本発明におけるコンタクトは、複数種類の形状を有するものが適宜のピッチで配列された構成としたり、基板に接続される接続端子部が適宜のピッチで配列されたものを採用することが可能である。

このような構成を採用すれば、上述した作用に加えて、多種多様な型式の電気コネクタに対して本発明が適用されることとなり、複数種類のコンタクトを、例えば平面略千鳥状に交互に配置することによってコネクタの狭ピッチ化又は低背化が実現される。

さらに、本発明にかかる前記カム部は、前記複数種類のコンタクト毎に互いに異なる頂点位置としたり、作用動機付部は、前記複数種類のコンタクト毎に互いに異なる位置又は形状としたりすることが可能である。

このような構成を採用すれば、上述した作用に加えて、アクチュエータのカム部が作用位置まで回動されるタイミングが複数回にわたって分散されることとなり、それによってアクチュエータに対する操作力が軽減され、操作性の向上が図られる。

また、本発明にかかる絶縁ハウジングには、前記可動ビームとの干渉を回避する開口部が設けられることが可能である。

このような構成を採用すれば、可動ビームの揺動量（高さ）にかかわらず絶縁ハウジングの厚さ（高さ）を薄くすることによりコネクタ全体の低背化が可能となる。

以上述べたように本発明にかかる電気コネクタは、アクチュエータのカム部が作用位置の近傍まで回動されたときに当該カム部に回動付勢力を付与する作用動機付部を設けたことにより、上記カム部を最終回動位置である作用位置まで回動させたときの嵌合感（クリック感）を発生させて、アクチュエータの回動操作の完了を操作者に容易に与えるとともに、回動操作を完了したカム部を作用動機付部により作用位置に良好に保持してアクチュエータが解除方向に戻されるような好ましくない姿勢変化を防止し、かつ複数のコンタクト同士の間で、作用動機付部の位置又は形状を異ならせつつカム部を異なる頂点位置として、アクチュエータのカム部が作用位置まで回動されるタイミングを分散させ、アクチュエータに対する操作力を軽減して操作性の向上を図るように構成したものであるから、簡易な構造によって、アクチュエータの操作を良好に行わせるとともにアクチュエータによる接続対象物の保持強度を向上させることができ、電気コネクタの取扱性及び接続信頼性の双方を同時に向上させることができる。

以下、本発明をＦＰＣ用電気コネクタに適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図６に示されている本発明の一実施形態にかかるＦＰＣ用電気コネクタ１０は、細長状に延在する中空状の絶縁ハウジング１１を備えており、その絶縁ハウジング１１の内部に、金属製部材から形成された２種類のコンタクト（導電端子）１２，１３が、上記絶縁ハウジング１１の幅方向（長手方向）に沿って適宜のピッチで交互に挿入されることにより収容されている。

すなわち、上記絶縁ハウジング１１は、接続対象物としてのＦＰＣ（特に図２参照）が挿入されるコネクタ前端側（図示左端側）にＦＰＣ挿入口１１ａを備えているとともに、その反対側のコネクタ後端側（図示右端側）に、後述するアクチュエータ１４の取付けを行うための操作口１１ｂを備えており、上述した２種類のコンタクトのうちの一方のコンタクト１２（特に図３及び図４参照）が、前端側の前記ＦＰＣ挿入口１１ａから後方端側（図示右方側）に向かって挿入されているとともに、他方のコンタクト１３（特に図５及び図６参照）が、後端側の前記操作口１１ｂから前方側（図示左方側）に向かって挿入されている。

また、上述した各コンタクト（導電端子）１２，１３は、ＦＰＣ（接続対象物）の挿入方向（図示右方向）に沿って延在する一対のビーム部材として、可動ビーム１２ａ，１３ａと、固定ビーム１２ｂ，１３ｂとを有している。これらの可動ビーム１２ａ，１３ａ及び固定ビーム１２ｂ，１３ｂは、上述した絶縁ハウジング１１の内部空間において図示上下に互いに対向するように配置されており、それら両ビーム１２ａ，１３ａ及び１２ｂ，１３ｂの略中央部分どうしが、図示において略鉛直方向に延在する細幅板状の連結バネ部１２ｃ，１３ｃにより連結されている。

すなわち、上記可動ビーム１２ａ，１３ａは、前記固定ビーム１２ｂ，１３ｂに対して連結バネ部１２ｃ，１３ｃを介して接合されていることにより、相対的に揺動可能となる構成になされており、その連結バネ部１２ｃ，１３ｃと固定ビーム１２ｂ，１３ｂとの連結部分を回動中心として上記可動ビーム１２ａ，１３ａが揺動されるように構成されている。そして、この可動ビーム１２ａ，１３ａの揺動側に位置する前記絶縁ハウジング１１には、可動ビーム１２ａ，１３ａの揺動部分との干渉を回避する開口部１１ｄが設けられている。

一方、上記固定ビーム１２ｂ，１３ｂは、前記絶縁ハウジング１１の底部内壁面に沿って固定状態となるように取り付けられており、その固定ビーム１２ｂ，１３ｂがコネクタ前方側（図示左方側）に延在する部分には、上述した接続対象物としてのＦＰＣの導電路（図示省略）に接続される接触凸部１２ｂ１，１３ｂ１が、図示上向きの突状をなすように設けられている。特に、図５及び図６に示された他方側の固定ビーム１３ｂに設けられた接触凸部１３ｂ１は、コネクタ前端方側（図示左方側）に向かってやや上向きに反った形状になされており、その上向き反り部分が、前記絶縁ハウジング１１の底面部からやや離間した自由端として弾性的に変位可能となるように構成されている。また、一方の固定ビーム１２ｂ（図３及び図４参照）におけるコネクタ前端側部分（図示左端側部分）と、他方の固定ビーム１３ｂ（図５及び図６参照）のコネクタ後端側部分（図示右端側部分）には、図示を省略したプリント基板の導電路と半田接続される接続端子部１２ｂ２，１３ｂ２がそれぞれ設けられている。

また、上記可動ビーム１２ａ，１３ａにおけるコネクタ前端側部分（図示左端側部分）には、前記ＦＰＣ（図２参照）の導電路（図示省略）に接続される接触凸部１２ａ１，１３ａ１が図示下向きの突状をなすようにそれぞれ設けられている。これらの各接触凸部１２ａ１，１３ａ１は、上述した固定ビーム１２ｂ，１３ｂ側の接触凸部１２ｂ１，１３ｂ１の直上位置、又はコネクタ前方側（図示左方側）やコネクタ後方側（図示右方側）の上方位置に配置されており、これらの接触凸部１２ａ１，１３ａ１及び１２ｂ１，１３ｂ１どうしの間に前記ＦＰＣが上下から挟持される構成になされている。

さらに、上述した可動ビーム１２ａ，１３ａのコネクタ後端側部分（図３右端側部分）には、コネクタ後端部分に配置されたアクチュエータ１４のカム部１４ａが作用する被作動部１２ａ２，１３ａ２が設けられており、アクチュエータ１４の回動操作によって被作動部１２ａ２，１３ａ２が上下動されるようになっている。

アクチュエータ１４は、上述した絶縁ハウジング１１の幅方向（長手方向）に沿って細長状に延在する板状部材から構成されており、その延在長手方向の両端面から外方に向かって突出するように設けられた両端凸部（図示省略）が、前記絶縁ハウジング１１の幅方向（長手方向）両端部分に設けられた一対の内方突起爪１１ｃ，１１ｃに対して上記ＦＰＣ（接続対象物）の挿入方向に当接することにより同方向に支持される構成になされている。

また、そのアクチュエータ１４に設けられたカム部１４ａは、上述した両端凸部（図示省略）を軸方向に延長して結ぶように延在する構成になされており、そのカム部１４ａにおける図示下半側の外周面には、横断面略半円状の回動支持面１４ａ１が形成されている。このカム部１４ａの回動支持面１４ａ１は、前述した固定ビーム１２ｂ，１３ｂの後端部分（図示右端部分）に略円弧状に凹設された軸受凹部内に滑動自在に装着されていて、それにより前記アクチュエータ１４の全体が上記両端凸部を中心として回動自在に支持されている。そして、その回動自在に設けられたアクチュエータ１４は、図３及び図５のようにほぼ直立した状態の「解除位置」と、図４及び図６のようにほぼ水平に倒された状態の「作用位置」との間で回動操作される構成になされている。

さらに、上記カム部１４ａの図示上半側の外周面には、横断面略楕円状のカム作用面１４ａ２が形成されており、そのカム作用面１４ａ２が、上述した可動ビーム１２ａ，１３ａの後端側に設けられた被作動部１２ａ２，１３ａ２に対して図示下方側から圧接可能に配置されている。一方、上記可動ビーム１２ａ，１３ａの被作動部１２ａ２，１３ａ２には、前記カム部１４ａのカム作用面１４ａ２が接触するカム摺動受部１２ａ３，１３ａ３が湾曲状に窪むように形成されており、それらの各カム摺動受部１２ａ３，１３ａ３の端縁部に対して前記カム部１４ａのカム作用面１４ａ２が圧接した状態で回動しながら摺動されることによって、当該カム作用面１４ａ２の形状に従って可動ビーム１２ａ，１３ａが次のように図示上下方向に揺動されるようになっている。

すなわち、上述したアクチュエータ１４には、前記カム部１４ａからコネクタ外方に向かって延出する細長板状部材からなる操作部１４ｂが設けられており、その操作部１４ｂを作業者が手で把持して図３及び図５の「解除位置」から図４及び図６の「作用位置」に向かって押し倒すように回動操作が行われると、前記カム部１４ａの回転半径が増大するように変化し、その径変化に従って前記可動ビーム１２ａ，１３ａの被作動部１２ａ２，１３ａ２が図示上方側に持ち上げられるように変位することによって、それらの被作動部１２ａ２，１３ａ２と反対側（コネクタ前端側）に設けられた接触凸部１２ａ１，１３ａ１が下方に押し下げられていく。そして、上記アクチュエータ１４のカム部１４ａが、可動ビーム１２ａ，１３ａのカム摺動受部１２ａ３，１３ａ３における最終回動位置である「作用位置」まで回動しきったときに（図４及び図６参照）、上述した固定ビーム１２ｂ，１３ｂ側の接触凸部１２ｂ１，１３ｂ１との間にＦＰＣ（接続対象物）が挟持されるようになっている。

ここで、本実施形態における上記両コンタクト１２，１３においては、上述した可動ビーム１２ａ，１３ａにおけるカム摺動受部１２ａ３，１３ａ３の前端部分（図示の左端部分）に、作用動機付部１２ａ４，１３ａ４がそれぞれ設けられている。これらの作用動機付部１２ａ４，１３ａ４は、上述した前記アクチュエータ１４のカム部１４ａを「作用位置」に向かって回動付勢するように設けられたものであって、図７及び図８にも示されているように、上述した可動ビーム１２ａ，１３ａにおけるカム摺動受部１２ａ３，１３ａ３の前方側部分（図示の左方側部分）の端縁部を滑らかな凹状の傾斜面に形成することによって構成されている。

そして、上記アクチュエータ１４の回動操作によってカム部１４ａが「作用位置」に向かって回動されていく際に、例えば図７に示されているように最終回動位置である「作用位置」の近傍位置まで回動されて来たときに、上記カム部１４ａにおけるカム作用面１４ａ２の頂点部が、まず作用動機付部１２ａ４，１３ａ４を構成している凹状傾斜面に接触することとなり、その作用動機付部１２ａ４，１３ａ４の凹状傾斜面による案内作用、つまり上記カム部１４ａに対する回動付勢力に従って当該カム部１４ａが「作用位置」側に向かって押しやられる方向に回動される構成になされている。

このような可動ビーム１２ａ，１３ａのカム摺動受部は、図９に示されているような凸状の傾斜面１３ａ５（１２ａ５）から形成することも可能である。すなわち、凸状の傾斜面からなる作用動機付部１３ａ５（１２ａ５）を設けることによっても、最終回動位置である「作用位置」の近傍まで回動されてきたカム部１４ａが「作用位置」側に向かって押しやられる方向に回動付勢力を付与されることとなる。

さらに、上述した実施形態においては、カム部１４ａのカム作用面１４ａ２における頂点位置が、２種類の両コンタクト１２，１３どうしの間で回動方向に互いにずらされた配置関係になされており、それによって、前記可動ビーム１２ａ，１３ａの作用動機付部１２ａ４，１３ａ４からカム部材１４ａに付与される回動付勢力の開始タイミングが、２種類の両コンタクト１２，１３どうしの間でずらされるようになっている。

また、このようにカム部材１４ａに対する回動付勢力の付与タイミングを２種類の両コンタクト１２，１３どうしの間でずらすに際しては、それら２種類の両コンタクト１２，１３どうしの間において作用動機付部１２ａ４，１３ａ４を位置ズレさせて設けるようにして良い。すなわち、一方のコンタクト１２に設けられた作用動機付部１２ａ４に対して、他方のコンタクト１３に設けられた作用動機付部１３ａ４の形成位置が、ＦＰＣ（接続対象物）の挿入方向（図示右方向）にややずらされて異なる位置に設定されていれば、その作用動機付部１２ａ４，１３ａ４の形成位置がずらされている分だけ、上記カム部材１４ａに対する回動付勢力の付与タイミングが、両コンタクト１２，１３毎にずらされることとなる。また、カム部材１４ａに対する回動付勢力の付与タイミングを両コンタクト１２，１３で一致させるようにしても良い。

このような構成を有する本実施形態によれば、図３及び図５のような「解除位置」にあるアクチュエータ１４が回動操作されることによってカム部１４ａが「作用位置」に向かって回動される際に、例えば図７に示されているように上記「作用位置」の近傍までカム部１４ａが回動されてきたときに、可動ビーム１２ａ，１３ａに設けられた作用動機付部１２ａ４，１３ａ４による回動付勢力がカム部１４ａに対して付与され、その回動付勢力によって上記カム部１４ａが最終回動位置である「作用位置」まで回動しきったときに適度な嵌合感（クリック感）が得られる。また、回動操作を完了したカム部１４ａが作用動機付部１２ａ４，１３ａ４によって「作用位置」に良好に保持されるため、別個のロック手段等を付加しなくてもアクチュエータ１４が解除方向に戻されるような好ましくない姿勢変化が防止されるようになっている。

また、本実施形態では、コンタクト１２，１３の可動ビーム１２ａ，１３ａに設けられた作用動機付部１２ａ４，１３ａ４が、凹状傾斜面又は凸状傾斜面から形成されていることから、作用動機付部１２ａ４，１３ａ４の製造は容易に行われることとなる。特に、その作用動機付部１２ａ４，１３ａ４が凸状傾斜面から形成される場合には、上述したカム部１４ａの嵌合感（クリック感）やＦＰＣ（接続対象物）の保持性が高められる。

さらに本実施形態では、２種類の形状を有するコンタクト１２，１３が平面略千鳥状に交互に配列された構成になされていることから、ＦＰＣ用電気コネクタ１０の狭ピッチ化及び低背化が実現されるようになっている。

さらにまた、本実施形態では、コンタクト１２，１３の可動ビーム１２ａ，１３ａに設けられた作用動機付部１２ａ４，１３ａ４の形成位置、又はカム部１４ａのカム作用面１４ａ２における頂点位置が、２種類の形状のコンタクト１２，１３どうしの間において位置ズレされて設けられていることから、コンタクト１２，１３の可動ビーム１２ａ，１３ａに対するアクチュエータ１４のカム部１４ａの嵌合動作が複数回に分けて行われることとなり、その結果、アクチュエータ１４の操作力が軽減され、アクチュエータ１４の操作性が向上される。

なお、この場合の作用動機付部１２ａ４，１３ａ４は、本実施形態のように複数のコンタクト１２，１３のそれぞれに設けても良いが、少なくとも一箇所の作用動機付部が設けられていれば良い。

また、本実施形態では、コンタクト１２，１３を収容している絶縁ハウジングに、前記可動ビーム１２ａ，１３ａの揺動端部分との干渉を回避する開口部１１ｄが設けられていることから、可動ビーム１２ａ，１３ａの揺動量（高さ）にかかわらず絶縁ハウジング１１の厚さ（高さ）を薄くしてコネクタ全体の低背化が可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では２種類のコンタクトを用いているが、１種類のコンタクトを配列した構成とすることも可能である。

また、上述した実施形態は、ＦＰＣ用電気コネクタに本発明を適用したものであるが、本発明はそれに限定されることはなく、ＦＰＣ以外の多種多様な接続対象物を挿入する電気コネクタに対しても同様に適用することが可能である。

本発明は、各種電気機器に使用する多種多様な電気コネクタに対して広く適用することが可能である。

本発明の一実施形態にかかるＦＰＣ用電気コネクタのアクチュエータ解除状態を表した外観斜視説明図である。 図１に示されたＦＰＣ用電気コネクタのアクチュエータ嵌合状態を表した外観斜視説明図である。 図１中のIII−III線に沿った横断面説明図である。 図１中のIII−III線の位置に相当する図２中のIV−IV線に沿った横断面説明図である。 図１中のV−V線に沿った横断面説明図である。 図１中のV−V線の位置に相当する図２中のVI−VI線に沿った横断面説明図である。 アクチュエータが「作用位置」の近傍まで回動された状態におけるコネクタ後端側部分を拡大して表した横断面説明図である。 アクチュエータが「作用位置」に回動された状態におけるコネクタ後端側部分を拡大して表した横断面説明図である。 本発明の他の実施形態においてアクチュエータが「作用位置」近傍まで回動された状態を表したコネクタ後端部分の部分拡大横断面説明図である。 一般のＦＰＣ用電気コネクタのアクチュエータ解除状態を表した横断面説明図である。

符号の説明

１０ ＦＰＣ用電気コネクタ
１１ 絶縁ハウジング
１１ａ ＦＰＣ挿入口
１１ｂ 操作口
１１ｃ 内方突起爪
１１ｄ 開口部
１２，１３ コンタクト（導電端子）
１２ａ，１３ａ 可動ビーム
１２ａ１，１３ａ１ 接触凸部
１２ａ２，１３ａ２ 被作動部
１２ａ３，１３ａ３ カム摺動受部
１２ａ４，１３ａ４ 作用動機付部
１３ａ５（１２ａ５） 作用動機付部
１２ｂ，１３ｂ 固定ビーム
１２ｂ１，１３ｂ１ 接触凸部
１２ｂ２，１３ｂ２ 接続端子部
１２ｃ，１３ｃ 連結バネ部
１４ アクチュエータ
１４ａ カム部
１４ａ１ 回動支持面
１４ａ２ カム作用面
１４ｂ 操作部

Claims (4)

1. アクチュエータのカム部を作用位置まで回動させることにより、絶縁ハウジングの内部に複数配列されたコンタクトの可動ビームを弾性的に変位させて、前記絶縁ハウジング内に挿入された接続対象物を挟持するように構成された電気コネクタにおいて、
   前記コンタクトの可動ビームには、前記作用位置の近傍まで回動された前記アクチュエータのカム部を前記作用位置に向かって回動付勢する作用動機付部が設けられたものであって、
   前記作用動機付部が、前記コンタクトの可動ビームに形成された凹状の傾斜面又は凸状の傾斜面からなるとともに、前記コンタクト同士の間で異なる位置又は形状を有し、かつ
   前記カム部が、前記コンタクト同士の間で互いに異なる頂点位置を有していることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
2. 前記コンタクトは、複数種類の形状を有するものが適宜のピッチで配列された構成になされていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記コンタクトは、適宜のピッチで配列されて基板に接続される接続端子部を有していることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
4. 前記絶縁ハウジングには、前記可動ビームとの干渉を回避する開口部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。

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